WO2017116112A1 - 습식 압축용 환형 분사 장치 - Google Patents
습식 압축용 환형 분사 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017116112A1 WO2017116112A1 PCT/KR2016/015316 KR2016015316W WO2017116112A1 WO 2017116112 A1 WO2017116112 A1 WO 2017116112A1 KR 2016015316 W KR2016015316 W KR 2016015316W WO 2017116112 A1 WO2017116112 A1 WO 2017116112A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- nozzles
- annular
- radial
- injection device
- wet compression
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/007—Details, component parts, or accessories especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
- F02C3/305—Increasing the power, speed, torque or efficiency of a gas turbine or the thrust of a turbojet engine by injecting or adding water, steam or other fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
- B05B1/16—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening having selectively- effective outlets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
- F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
- F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
- F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
- F02C7/1435—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages by water injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/5846—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling by injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/06—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
- F02C3/064—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages the compressor having concentric stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
본 발명은 분사된 액적이 응축수로 배수되지 않고 최대한 증발되도록 하여 압축기의 압축일을 감소시킬 수 있는 습식 압축용 환형 분사 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 습식 압축용 환형 분사 장치는, 유로의 입구에 노즈콘 및 벨마우스를 포함하는 압축기에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치로, 상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 분사가 이루어진다.
Description
본 발명은 압축기나 가스터빈 등에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 습식 압축(wet compression)은, 입구 분무(inlet fogging)와 함께 압축기나 가스터빈의 출력 증대 및 효율 향상을 위한 증발 냉각 기술로, 습식 압축은 분사된 미세 물 입자(이하 "액적"이라 함)가 압축기의 입구뿐만 아니라 그 내부에서도 증발이 계속 진행되는 기술이라는 점에서, 분사된 액적이 압축기의 입구에 도달하기 전에 모두 증발되는 기술인 입구 분무와 대별된다.
이러한 습식 압축을 위해서는 압축기의 입구로 액적을 분사시키는 분사 장치가 사용된다.
도 1은 기존의 습식 압축용 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 습식 압축용 분사 장치가 설치된 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
기존의 습식 압축용 분사 장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 동일 간격을 두고 서로 평행하게 배치되는 복수의 파이프(11)와, 각각의 파이프(11)에 구비되어 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 복수의 노즐(12)을 포함한다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐(12) 중 분사 장치(10)의 중심 부분을 이루는 복수의 중심 노즐에서 분사되는 액적은 압축기(20)의 노즈콘(21)(nose cone)을 향해 이동되고, 복수의 노즐(12) 중 분사 장치(10)의 가장자리 부분을 이루는 복수의 가장자리 노즐에서 분사되는 액적은 압축기(20)의 벨마우스(22)(bell mouth)을 향해 이동되며, 그리고 복수의 노즐(12) 중 복수의 중심 노즐과 복수의 가장자리 노즐 사이에 놓이는 복수의 유효 노즐에서 분사되는 액적은 압축기(20)의 유로(23)를 향해 이동된다.
하지만, 기존의 습식 압축용 분사 장치(10)는, 복수의 중심 노즐에서 분사되는 액적의 일부가 압축기(20)의 유로(23)로 유입되지 못하고 노즈콘(21)의 표면에 충돌하여 응축되거나, 복수의 가장자리 노즐에서 분사되는 액적의 일부 또한 압축기(20)의 유로(23)로 유입되지 못하고 벨마우스(22)의 표면에 충돌하여 응축되어 응축수로 배수해야 하므로, 이렇게 배수되는 양 만큼 주변 열을 흡수하기 위한 증발에 사용되지 못하게 되어 압축기의 압축일 감소에 기여하지 못하는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 분사된 액적이 응축수로 배수되지 않고 압축기 유로 내에서 최대한 증발되도록 하여 압축기의 압축일을 감소시킬 수 있는 습식 압축용 환형 분사 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치는, 유로의 입구에 노즈콘 및 벨마우스를 포함하는 압축기에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치로, 상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 분사가 이루어진다.
상기 습식 압축용 환형 분사 장치는, 같은 중심을 가지며 반경 방향으로 간격을 두어 배치되는 복수의 환형 파이프; 및 상기 각각의 환형 파이프에 배치되되 원주 방향으로 간격을 두어 배치되는 복수의 노즐을 포함할 수 있고, 상기 복수의 환형 파이프는, 상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 배치될 수 있다.
상기 복수의 환형 파이프는, 제1 환형 파이프; 상기 제1 환형 파이프에 대해 상기 반경 방향으로 제1 반경 방향 간격을 두어 배치되는 제2 환형 파이프; 및 상기 제2 환형 파이프에 대해 상기 반경 방향으로 제2 반경 방향 간격을 두어 배치되는 제3 환형 파이프를 포함할 수 있다.
상기 복수의 노즐은, 상기 제1 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제1 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제1 노즐; 상기 제2 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제2 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제2 노즐; 및 상기 제3 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제3 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제3 노즐을 포함할 수 있다.
상기 제1 반경 방향 간격은 상기 제2 반경 방향 간격보다 크게 설정될 수 있다.
상기 제1 원주 방향 간격은 상기 제2 원주 방향 간격보다 작게 설정되고, 상기 제2 원주 방향 간격은 상기 제3 원주 방향 간격보다 작게 설정될 수 있다.
상기 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적이 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 반경 방향 간격과 상기 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격이 각각 정해질 수 있다.
일 예로, 상기 복수의 제1 노즐, 상기 복수의 제2 노즐, 그리고 상기 복수의 제3 노즐은, 서로 동일한 수의 노즐로 이루어지고, 상기 복수의 노즐은 상기 반경 방향으로 일자 형태의 열을 이루며, 그리고 상기 일자 형태의 열은 상기 원주 방향으로 간격을 두어 복수 개 놓일 수 있다.
다른 예로, 상기 복수의 제1 노즐, 상기 복수의 제2 노즐, 그리고 상기 복수의 제3 노즐은, 서로 동일한 수의 노즐로 이루어지고, 상기 복수의 노즐은 상기 반경 방향으로 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치는, 원주 방향으로 간격을 두어 배치되며 반경 방향으로 길다란 형상을 가지는 복수의 방사형 파이프; 및 상기 각각의 방사형 파이프에 배치되되 반경 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수의 노즐을 포함할 수 있고, 상기 복수의 노즐은 상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 배치될 수 있다.
상기 복수의 방사형 파이프는, 제1 방사형 파이프 및 제2 방사형 파이프를 포함할 수 있고, 상기 복수의 노즐은, 상기 제1 방사형 파이프에 배치되되 상기 반경 방향으로 순차적으로 배치되는 제11, 제12 및 제13 노즐; 및 상기 제2 방사형 파이프에 배치되되 상기 제11, 제12 및 제13 노즐과 동일한 반경 상에 각각 배치되는 제21, 제22 및 제23 노즐을 포함할 수 있고, 상기 제11 노즐과 상기 제12 노즐 사이의 제1 반경 방향 간격은 상기 제12 노즐과 상기 제13 노즐 사이의 제2 반경 방향 간격보다 크게 설정될 수 있다.
상기 제11 노즐과 상기 제21 노즐 사이의 제1 원주 방향 간격은 상기 제12 노즐과 상기 제22 노즐 사이의 제2 원주 방향 간격보다 작고, 상기 제2 원주 방향 간격은 상기 제13 노즐과 상기 제23 노즐 사이의 제3 원주 방향 간격보다 작을 수 있다.
상기 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적이 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 반경 방향 간격과 상기 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격이 각각 정해질 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 노즈콘 및 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 분사가 이루어지는 기술구성, 즉 복수의 환형 파이프와 복수의 노즐을 포함하는 일 실시예의 기술구성과, 복수의 방사형 파이프와 복수의 노즐을 포함하는 다른 실시예의 기술구성을 제공하므로, 노즈콘 및 벨마우스를 향하는 부분을 피해 복수의 환형 파이프(또는 복수의 방사형 파이프) 및 복수의 노즐을 설치할 수 있어, 분사된 액적이 응축수(노즈콘이나 벨마우스의 표면에서 액적이 응축되어 발생되는 물)로 배수되지 않고 최대한 증발될 수 있어, 궁극적으로 압축기의 압축일을 감소시킬 수 있다.
도 1은 기존의 습식 압축용 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 습식 압축용 분사 장치가 설치된 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 습식 압축용 환형 분사 장치가 각각의 분사 노즐에 대해 동일 면적으로 구획됨을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형례에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 습식 압축용 환형 분사 장치가 각각의 분사 노즐에 대해 동일 면적으로 구획됨을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 습식 압축용 환형 분사 장치가 각각의 분사 노즐에 대해 동일 면적으로 구획됨을 보여주는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치(100)는, 유로(도 2의 23)와 유로의 중심부에 구비되는 노즈콘(도 2의 21), 벨마우스(도 2의 22)을 포함한 압축기에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치로, 도 3에 도시된 바와 같이, 노즈콘(도 2의 21) 및 벨마우스(도 2의 22)를 향하는 부분을 제외하고 분사가 이루어지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 환형 파이프(110)와 복수의 노즐(120)을 포함할 수 있다. 이하, 도 3 및 도 4를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
복수의 환형 파이프(110)는, 복수의 노즐(120)로 물을 안내하는 구성요소로, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 같은 중심을 가지며 반경 방향으로 간격을 두어 배치될 수 있고, 노즈콘(도 2의 21) 및 벨마우스(도 2의 22)로 향하는 부분을 제외하고 배치될 수 있다. 따라서, 압축기(도 2의 20)의 노즈콘(도 2의 21)이나 벨마우스(도 2의 22)로 향하는 부분을 피해 복수의 환형 파이프(110)를 설치할 수 있어, 분사된 액적이 응축수로 배수되지 않고 압축기의 유로(도 2의 23)로 이동되면서 최대한 증발될 수 있다.
예를 들어, 복수의 환형 파이프(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 환형 파이프(111)(112)(113)를 포함할 수 있다. 제1 환형 파이프(111)는 압축기의 노즈콘(도2의 21)에 인접되는 곳에 놓일 수 있고, 제2 환형 파이프(112)는 제1 환형 파이프(111)에 대해 반경 방향으로 제1 반경 방향 간격(R11)을 두어 배치될 수 있으며, 그리고 제3 환형 파이프(113)는 압축기의 벨마우스(도 2의 22) 보다 내측에 위치되며 제2 환형 파이프(112)에 대해 반경 방향으로 제2 반경 방향 간격(R12)을 두어 배치될 수 있다. 나아가, 도시되지는 않았지만, 복수의 환형 파이프(110)은 파이프 서포트 부재(미도시)에 의해 지지될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반경 방향 간격(R11)은 제2 반경 방향 간격(R12)보다 크게 설정될 수 있다. 따라서, 후술할 복수의 제2 노즐(122)에 대한 제2 원주 방향 간격(C12)이, 복수의 제1 노즐(121)에 대한 제1 원주 방향 간격(C11)보다는 크게 설계되고, 복수의 제3 노즐(123)에 대한 제3 원주 방향 간격(C13) 보다는 작게 설계됨을 감안할 경우, 제1 및 제2 환형 파이프(111)(112) 사이의 제1 반경 방향 간격(R11)을 제2 및 제3 환형 파이프(112)(113) 사이의 제2 반경 방향 간격(R12)보다 크게 설계하게 되면, 각각의 노즐(120)에 대해 분사 액적의 공기 접촉면의 면적을 동일하게 구현할 수 있어, 증발이 균일하게 발생될 수 있다.
복수의 노즐(120)은, 압축기의 유로(도 2의 23)를 향해 액적을 분사시키는 구성요소로, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 환형 파이프(110)에 배치되되 원주 방향으로 간격을 두어 배치된다.
예를 들어, 복수의 노즐(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 노즐(121), 복수의 제2 노즐(122), 그리고 복수의 제3 노즐(123)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 노즐(121)은 제1 환형 파이프(111)에 배치되되 원주 방향으로 제1 원주 방향 간격(C11)을 두어 배치될 수 있고, 복수의 제2 노즐(122)은 제2 환형 파이프(112)에 배치되되 원주 방향으로 제2 원주 방향 간격(C12)을 두어 배치될 수 있으며, 그리고 복수의 제3 노즐(123)은 제3 환형 파이프(113)에 배치되되 원주 방향으로 제3 원주 방향 간격(C13)을 두어 배치될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 노즐(121), 복수의 제2 노즐(122), 그리고 복수의 제3 노즐(123)은, 서로 동일한 수의 노즐로 이루어질 수 있고, 복수의 노즐(120)은 반경 방향으로 일자 형태의 열을 이루며, 그리고 일자 형태의 열은 원주 방향으로 간격을 두어 복수개 놓일 수 있다.
특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적(S11)(S12)이 서로 동일해지도록 제1 및 제2 반경 방향 간격(R11)(R12)과 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격(C11)(C12)(C13)이 각각 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 반경 방향 간격(R11), 제1 원주 방향 간격(C11), 그리고 제2 원주 방향 간격(C12) 등에 의해 해당 노즐에 대한 제1 공기 접촉 면적(S11)이 구획되고, 제2 반경 방향 간격(R12), 제2 원주 방향 간격(C12), 그리고 제3 원주 방향 간격(C13) 등에 의해 다른 해당 노즐에 대한 제2 공기 접촉 면적(S12)이 구획될 경우, 제1 공기 접촉 면적(S11)과 제2 공기 접촉 면적(S12)이 동일한 값을 갖도록 제1 및 제2 반경 방향 간격(R11)(R12)과 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격(C11)(C12)(C13)이 각각 정해질 수 있다. 따라서, 각각의 노즐(120)에 대해 분사 액적의 공기 접촉면의 면적을 동일하게 구현할 수 있으므로, 증발이 균일하게 발생될 수 있어, 압축기의 압축일을 보다 감소시킬 수 있다. 참고로, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 공기 접촉 면적의 중심에는 각 노즐이 위치된다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예의 변형례에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형례에 따른 습식 압축용 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예의 변형례에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐(120)이 반경 방향으로 지그재그 형태로 배치되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 복수의 노즐(120)이 반경 방향으로 지그재그 형태로 배치될 경우, 각각의 노즐(120)에서 분사되는 액적이 겹치는 현상을 최소화할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 습식 압축용 환형 분사 장치가 각각의 분사 노즐에 대해 동일 면적으로 구획됨을 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 압축용 환형 분사 장치(200)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 방사형 파이프(210)와 복수의 노즐(220)을 포함한다. 이하, 도 6 및 도 7을 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
복수의 방사형 파이프(210)는, 복수의 노즐(220)로 물을 안내하는 구성요소로, 도 6에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 간격을 두어 배치되며 반경 방향으로 기다란 형상을 가질 수 있고, 노즈콘(도 2의 21) 및 벨마우스(도 2의 22)로 향하는 부분을 제외하고 배치될 수 있다. 따라서, 압축기(도 2의 20)의 노즈콘(도 2의 21) 및 벨마우스(도 2의 22)로 향하는 부분을 피해 복수의 방사형 파이프(210)를 설치할 수 있어, 분사된 액적이 응축수로 배수되지 않고 압축기의 유로(도 2의 23)로 이동되면서 최대한 증발될 수 있다.
예를 들어, 복수의 방사형 파이프(210)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방사형 파이프(211) 및 제2 방사형 파이프(212)를 포함할 수 있다. 나아가, 도시되지는 않았지만, 복수의 방사형 파이프(210)은 파이프 서포트 부재(미도시)에 의해 지지될 수 있다.
복수의 노즐(220)은, 압축기의 유로(도 2의 23)를 향해 액적을 분사시키는 구성요소로, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 방사형 파이프(210)에 배치되되 반경 방향으로 간격을 두고 배치될 수 있고, 노즈콘(도 2의 21) 및 벨마우스(도 2의 22)를 향하는 부분을 제외하고 배치될 수 있다.
예를 들어, 복수의 노즐(220)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방사형 파이프(211)에 배치되되 반경 방향으로 순차적으로 배치되는 제11, 제12 및 제13 노즐(221)(222)(223)과, 그리고 제2 방사형 파이프(212)에 배치되되 제11, 제12 및 제13 노즐(221)(222)(223)과 동일한 반경 상에 각각 배치되는 제21, 제22 및 제23 노즐(224)(225)(226)을 포함할 수 있다.
나아가, 도 6에 도시된 바와 같이, 제11 노즐(221)과 제21 노즐(224) 사이의 제1 원주 방향 간격(C21)은 제12 노즐(222)과 제22 노즐(225) 사이의 제2 원주 방향 간격(C22)보다 작고, 제2 원주 방향 간격(C22)은 제13 노즐(223)과 제23 노즐(226) 사이의 제3 원주 방향 간격(C23)보다 작을 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제11 노즐(221)과 제12 노즐(222) 사이의 제1 반경 방향 간격(R21)은 제12 노즐(222)과 제13 노즐(223) 사이의 제2 반경 방향 간격(R22)보다 크게 설정될 수 있다. 따라서, 제12 노즐(222)과 상기 제22 노즐(225) 사이의 제2 원주 방향 간격(C22)이, 제11 노즐(221)과 상기 제21 노즐(224) 사이의 제1 원주 방향 간격(C21)보다 크게 설계되고, 제13 노즐(223)과 제23 노즐(226) 사이의 제3 원주 방향 간격(C23)보다 작게 설계됨을 감안할 경우, 제11 노즐(221)과 제12 노즐(222) 사이의 제1 반경 방향 간격(R21)을 제12 노즐(222)과 제13 노즐(223) 사이의 제2 반경 방향 간격(R22)보다 크게 설계하게 되면, 각각의 노즐(220)에 대해 분사 액적의 공기 접촉면의 면적을 동일하게 구현할 수 있어, 증발이 균일하게 발생될 수 있다.
특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적(S21)(S22)이 서로 동일해지도록 제1 및 제2 반경 방향 간격(R21)(R22)과 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격(C21)(C22)(C23)이 각각 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 반경 방향 간격(R21), 제1 원주 방향 간격(C21), 그리고 제2 원주 방향 간격(C22) 등에 의해 해당 노즐에 대한 제1 공기 접촉 면적(S21)이 구획되고, 제2 반경 방향 간격(R22), 제2 원주 방향 간격(C22), 그리고 제3 원주 방향 간격(C23) 등에 의해 다른 해당 노즐에 대한 제2 공기 접촉 면적(S22)이 구획될 경우, 제1 공기 접촉 면적(S21)과 제2 공기 접촉 면적(S22)이 동일한 값을 갖도록 제1 및 제2 반경 방향 간격(R21)(R22)과 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격(C21)(C22)(C23)이 각각 정해질 수 있다. 따라서, 각각의 노즐(220)에 대해 분사 액적의 공기 접촉면의 면적을 동일하게 구현할 수 있으므로, 증발이 균일하게 발생될 수 있어, 압축기의 압축일을 보다 감소시킬 수 있다. 참고로, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 공기 접촉 면적의 중심에는 각 노즐이 위치된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 압축기나 가스터빈 등에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치에 관한 것이므로, 산업상 이용가능성이 있다.
Claims (13)
- 유로의 입구에 노즈콘 및 벨마우스를 포함하는 압축기에 사용되는 습식 압축용 환형 분사 장치로,상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 분사가 이루어지는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제1항에서,상기 습식 압축용 환형 분사 장치는,같은 중심을 가지며 반경 방향으로 간격을 두어 배치되는 복수의 환형 파이프; 및상기 각각의 환형 파이프에 배치되되 원주 방향으로 간격을 두어 배치되는 복수의 노즐을 포함하고상기 복수의 환형 파이프는,상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 배치되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제2항에서,상기 복수의 환형 파이프는,제1 환형 파이프;상기 제1 환형 파이프에 대해 상기 반경 방향으로 제1 반경 방향 간격을 두어 배치되는 제2 환형 파이프; 및상기 제2 환형 파이프에 대해 상기 반경 방향으로 제2 반경 방향 간격을 두어 배치되는 제3 환형 파이프를 포함하는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제3항에서,상기 복수의 노즐은,상기 제1 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제1 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제1 노즐;상기 제2 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제2 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제2 노즐; 및상기 제3 환형 파이프에 배치되되 상기 원주 방향으로 제3 원주 방향 간격을 두어 배치되는 복수의 제3 노즐을 포함하는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제4항에서,상기 제1 반경 방향 간격은 상기 제2 반경 방향 간격보다 크게 설정되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제5항에서,상기 제1 원주 방향 간격은 상기 제2 원주 방향 간격보다 작게 설정되고,상기 제2 원주 방향 간격은 상기 제3 원주 방향 간격보다 작게 설정되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제6항에서,상기 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적이 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 반경 방향 간격과 상기 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격이 각각 정해지는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제7항에서,상기 복수의 제1 노즐, 상기 복수의 제2 노즐, 그리고 상기 복수의 제3 노즐은, 서로 동일한 수의 노즐로 이루어지고,상기 복수의 노즐은 상기 반경 방향으로 일자 형태의 열을 이루고,상기 일자 형태의 열은 상기 원주 방향으로 간격을 두어 복수 개 놓이는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제7항에서,상기 복수의 제1 노즐, 상기 복수의 제2 노즐, 그리고 상기 복수의 제3 노즐은, 서로 동일한 수의 노즐로 이루어지고,상기 복수의 노즐은 상기 반경 방향으로 지그재그 형태로 배치되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제1항에서,상기 습식 압축용 환형 분사 장치는,원주 방향으로 간격을 두어 배치되며 반경 방향으로 기다란 형상을 가지는 복수의 방사형 파이프; 및상기 각각의 방사형 파이프에 배치되되 반경 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수의 노즐을 포함하고,상기 복수의 노즐은,상기 노즈콘 및 상기 벨마우스로 향하는 부분을 제외하고 배치되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제10항에서,상기 복수의 방사형 파이프는,제1 방사형 파이프 및 제2 방사형 파이프를 포함하고,상기 복수의 노즐은,상기 제1 방사형 파이프에 배치되되 상기 반경 방향으로 순차적으로 배치되는 제11, 제12 및 제13 노즐; 및상기 제2 방사형 파이프에 배치되되 상기 제11, 제12 및 제13 노즐과 동일한 반경 상에 각각 배치되는 제21, 제22 및 제23 노즐을 포함하고,상기 제11 노즐과 상기 제12 노즐 사이의 제1 반경 방향 간격은 상기 제12 노즐과 상기 제13 노즐 사이의 제2 반경 방향 간격보다 크게 설정되는습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제11항에서,상기 제11 노즐과 상기 제21 노즐 사이의 제1 원주 방향 간격은 상기 제12 노즐과 상기 제22 노즐 사이의 제2 원주 방향 간격보다 작고,상기 제2 원주 방향 간격은 상기 제13 노즐과 상기 제23 노즐 사이의 제3 원주 방향 간격보다 작은습식 압축용 환형 분사 장치.
- 제12항에서,상기 각각의 노즐에서 분사되는 액적의 공기 접촉 면적이 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 반경 방향 간격과 상기 제1, 제2 및 제3 원주 방향 간격이 각각 정해지는습식 압축용 환형 분사 장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/067,456 US10883511B2 (en) | 2015-12-31 | 2016-12-27 | Annular injection apparatus for wet compression |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2015-0190618 | 2015-12-31 | ||
KR1020150190618A KR101835421B1 (ko) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | 습식 압축용 환형 분사 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017116112A1 true WO2017116112A1 (ko) | 2017-07-06 |
Family
ID=59225289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/KR2016/015316 WO2017116112A1 (ko) | 2015-12-31 | 2016-12-27 | 습식 압축용 환형 분사 장치 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10883511B2 (ko) |
KR (1) | KR101835421B1 (ko) |
WO (1) | WO2017116112A1 (ko) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5317861A (en) * | 1991-05-03 | 1994-06-07 | United Technologies Corporation | Method of operating a combustion section supply system having fuel and water injection for a rotary machine |
US20050279101A1 (en) * | 2002-12-02 | 2005-12-22 | Juergen Hoffmann | Method of controlling the injection of liquid into an inflow duct of a prime mover or driven machine |
US20070022734A1 (en) * | 1995-12-28 | 2007-02-01 | Motoaki Utamura | Gas turbine, combined cycle plant and compressor |
US20090145100A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Rolls-Royce Power Engineering Plc | Radial staging method and configuration of a liquid injection system for power plants |
US20100146984A1 (en) * | 2007-05-08 | 2010-06-17 | Richard Carroni | Gas turbine with water injection |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0617925D0 (en) * | 2006-09-12 | 2006-10-18 | Rolls Royce Plc | Components for a gas turbine engine |
JP5816522B2 (ja) * | 2011-11-02 | 2015-11-18 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンシステム |
JP6180145B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 吸気冷却装置 |
-
2015
- 2015-12-31 KR KR1020150190618A patent/KR101835421B1/ko active IP Right Grant
-
2016
- 2016-12-27 US US16/067,456 patent/US10883511B2/en active Active
- 2016-12-27 WO PCT/KR2016/015316 patent/WO2017116112A1/ko active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5317861A (en) * | 1991-05-03 | 1994-06-07 | United Technologies Corporation | Method of operating a combustion section supply system having fuel and water injection for a rotary machine |
US20070022734A1 (en) * | 1995-12-28 | 2007-02-01 | Motoaki Utamura | Gas turbine, combined cycle plant and compressor |
US20050279101A1 (en) * | 2002-12-02 | 2005-12-22 | Juergen Hoffmann | Method of controlling the injection of liquid into an inflow duct of a prime mover or driven machine |
US20100146984A1 (en) * | 2007-05-08 | 2010-06-17 | Richard Carroni | Gas turbine with water injection |
US20090145100A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Rolls-Royce Power Engineering Plc | Radial staging method and configuration of a liquid injection system for power plants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10883511B2 (en) | 2021-01-05 |
KR20170079734A (ko) | 2017-07-10 |
US20190024669A1 (en) | 2019-01-24 |
KR101835421B1 (ko) | 2018-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101535232B1 (ko) | 백연 저감 수단을 구비하는 냉각탑 | |
JP6103312B2 (ja) | 溶媒分離方法及び装置 | |
WO2018155847A1 (ko) | 대직경 롱 백 필터 탈진장치 | |
WO2017116112A1 (ko) | 습식 압축용 환형 분사 장치 | |
KR101667882B1 (ko) | 부식가스의 수분제거장치 | |
TW201743379A (zh) | 用於排氣冷卻的設備 | |
JP6912654B2 (ja) | ガスの洗浄のための除塵装置 | |
JP6912653B2 (ja) | ガスの洗浄のための除塵装置 | |
KR20070115250A (ko) | 대면적 기판의 건조 장치 및 방법 | |
US9206708B2 (en) | Direct contact condenser for a steam turbine and having a first cooling water spraying mechanism spraying cooling water downstream and a second cooling water spraying mechanism spraying cooling water in multiple directions | |
WO2016167418A1 (ko) | 플라즈마 증발기 및 이를 이용하는 배기가스 제거 시스템 | |
CA2586493A1 (en) | Method and spray tower for contacting gases and liquid droplets for mass and/or heat transfer | |
KR101568804B1 (ko) | 폐가스 처리용 스크러버 | |
JP2506351B2 (ja) | 脱硫装置 | |
SE458730B (sv) | Matarvattenfoerdelare foer kokvattenreaktor | |
JP4721723B2 (ja) | 排ガス処理用減温塔 | |
CN105964515A (zh) | 烘干排风流道 | |
US10502492B2 (en) | Condenser for condensing steam from a steam turbine | |
US11401891B2 (en) | Apparatus for desuperheating high temperature, high velocity steam | |
KR101379293B1 (ko) | 이중관 증기 분사식 가습기 | |
JPS6140846A (ja) | 光フアイバ−のスプレ−被覆方法 | |
CN210031236U (zh) | 烘干风道结构及具有其的洗衣机 | |
JP2018112183A (ja) | 排ガス後処理システムおよび内燃エンジン | |
WO2023059158A1 (ko) | 이차 전지용 캐리어의 세정 장치 | |
KR102330326B1 (ko) | 습식 타워용 냉각 어셈블리 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16882064 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16882064 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |